(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上方が相対的に鈍角の逆錐状部で下方が相対的に鋭角の逆錐状の筒状部である漏斗状形状であり、これが軸方向に分割され、この分割された分割片を互いに連結して最初に位置する分割片と最後に位置する分割片とを合わせることで元の漏斗状形状に形成され、この連結された最初に位置する分割片と最後に位置する分割片との間で開閉可能となっており、この最初に位置する分割片と最後に位置する分割片とを合わせる端部には、両者の端部間を固定する固定具が設けられ、該互いの端部間を合わせて固定可能となっていることを特徴とする水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置。
【請求項２】
上方が相対的に鈍角の逆錐状部で下方が相対的に鋭角の逆錐状の筒状部である漏斗状形状であり、これが軸方向に少なくとも二分割されており、分割されたもの同士が連結部を介して一体化される構造であることを特徴とする水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置。
【請求項３】
前記上方の逆錐状部の傾斜勾配が、下方の逆錐状の筒状部の軸心に対し３０〜６０度であることを特徴とする請求項１または２記載の水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置。
【請求項４】
前記下方の逆錐状の筒状部の長さが短くとも２ｃｍ、長くとも１０ｃｍであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置。
【請求項５】
内部に水硬性固化材液の供給通路を有する掘削オーガの先端部に、少なくとも掘削爪と該水硬性固化材液の吐出口を備え、該掘削オーガをオーガモータを備えた施工装置で回転（正回転または逆回転）させながら所定深度まで掘進し、その後水硬性固化材液を該吐出口より吐出しつつ、該掘削オーガを回転（正回転または逆回転）させながら、または回転させないで引上げ、掘削部の所定区間を該水硬性固化材液で充填する水硬性固化材液置換杭の築造方法において、
掘削オーガが地中にある間に、または施工が終了して掘削オーガを地上に引き上げてしまう直前に、下記ＡまたはＢの水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置を、削孔の口元に掘削オーガを中心に通して設置し、掘削オーガを中心に下方にスライドさせ上方の逆錐状部で削孔口周辺に押し付けて該装置を固定することを特徴とする水硬性固化材液置換杭の築造方法。
Ａ：
上方が相対的に鈍角の逆錐状部で下方が相対的に鋭角の逆錐状の筒状部である漏斗状形状であり、これが軸方向に分割され、この分割された分割片を互いに連結して最初に位置する分割片と最後に位置する分割片とを合わせることで元の漏斗状形状に形成され、この連結された最初に位置する分割片と最後に位置する分割片との間で開閉可能となっており、この最初に位置する分割片と最後に位置する分割片とを合わせる端部には、両者の端部間を固定する固定具が設けられ、該互いの端部間を合わせて固定可能となっていることを特徴とする水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置。
Ｂ：
上方が相対的に鈍角の逆錐状部で下方が相対的に鋭角の逆錐状の筒状部である漏斗状形状であり、これが軸方向に少なくとも二分割されており、分割されたもの同士が連結部を介して一体化される構造であることを特徴とする水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置。
【請求項６】
前記水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置ＡまたはＢの上方の逆錐状部の傾斜勾配が、下方の逆錐状の筒状部の軸心に対して３０〜６０度であることを特徴とする請求項５記載の水硬性固化材液置換杭の築造方法。
【請求項７】
前記水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置ＡまたはＢの下方の逆錐状の筒状部の長さが短くとも２ｃｍ、長くとも１０ｃｍであることを特徴とする請求項５または６記載の水硬性固化材液置換杭の築造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は戸建て住宅や土間スラブ等の比較的軽微な構造物の基礎として使用される小径の水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置および水硬性固化材液置換杭の築造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願人は、特願２０１０−１３２００として、戸建て住宅や土間スラブ等の比較的軽微な構造物の基礎として使用される小径杭であり、掘削オーガで所定深度まで掘進した後、該掘削オーガ引上げ時に水硬性固化材液を該掘削オーガ先端部から吐出・充填する水硬性固化材液置換杭の築造方法を出願している。該築造方法の標準的な施工工程を、工程順に示す図１１（ａ）〜（ｆ）について説明する。
（１）まず、図１１（ａ）に示すように施工装置１０のオーガモータ１５に取り付けた掘削オーガ１１先端の中心を削孔位置（杭心位置）に合わせてセットする。
（２）次に、図１１（ｂ）に示すように掘削オーガ１１を回転させながら、所定深度まで掘進する。
（３）掘削オーガ１１が所定の深度に達したら、掘削オーガ１１先端部の吐出口から水硬性固化材液の吐出を開始する（図１１（ｃ））。
（４）次に、図１１（ｄ）〜（ｅ）に示すように掘削オーガ１１を回転させ、または回転させないで、水硬性固化材液を掘削オーガ１１先端部の吐出口より吐出しつつ引き上げる。
（５）図１１（ｅ）に示すように掘削オーガ１１を引き上げてから、削孔に充填した水硬性固化材液８の液面レベル（杭頭レベル）が、逸水やブリーディングで低くなった場合は、図１１（ｆ）に示すように水硬性固化材液８を調整充填して該液面レベルを所定位置に合わせる。
（６）最後に、図１１（ｆ）に示すように掘削オーガ１１を完全に引き上げ施工を完了する。
このような置換杭の築造方法は、例えば、特許文献１および非特許文献１等にも示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１９１８５７
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】地下連続壁工法  設計・施工ハンドブック  社団法人日本建設機械化協会編  技報堂出版株式会社発行（第４２７頁〜第４３０頁）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記したような水硬性固化材液置換杭の築造方法においては、水硬性固化材液置換杭の施工（築造）終了後には、施工時に排土された掘削土砂が置換杭孔口付近に堆積する。施工完了後、水硬性固化材液が未だ固まらない間に、孔口１２ａ付近の掘削土砂１３が図１２に示すように孔１２中に落下すると、該水硬性固化材液８中に入り込み、そのまま該水硬性固化材液８が固化すれば、土塊混りの置換杭が形成されることになる。混入土砂の絶対量が少なければ特に問題はないが、混入土砂が比較的大きな土塊であったり、混入土砂量がある一定量よりも多ければ、置換杭は断面欠損状態となり、杭として所要の性能を発揮することができなくなる。
この掘削土砂の落下防止の対策として、該置換杭施工中の孔口付近オーガ周囲に堆積した掘削土砂を人力で掻き出し、落下の虞のない場所まで移動させている。しかし、多数の杭を打設する施工現場では、掘削土砂を孔口から離れた場所に完全に移動させるのは困難であるし、さらに施工機械の移動や作業員の不注意による掘削土砂の掘削孔中への土砂落とし込みを防ぐことは不可能に近い。
したがって、土塊や一定量以上の土砂が未だ固まらない水硬性固化材液中に落ち込むと、除去作業をしなければならない。そのため、手間がかかる。また、土砂が置換杭中に深く沈降すれば、発見・除去することも困難となる。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決せんと提案されたものであり、その目的は、水硬性固化材液置換杭の施工終了直後から該水硬性固化材液が未だ固まらない間に、該置換杭（水硬性固化材液）中への土塊や土砂の落込みをなくす水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置（以下、単に土砂落下防止装置とも云う。）および該装置を用いた水硬性固化材液置換杭の築造方法を提供することにあり、もって良質で健全な水硬性固化材液置換杭を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明の請求項１に係る水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置は、上方が相対的に鈍角の逆錐状部で下方が相対的に鋭角の逆錐状の筒状部である漏斗状形状であり、これが軸方向に分割され、この分割された分割片を互いに連結して最初に位置する分割片と最後に位置する分割片とを合わせることで元の漏斗状形状に形成され、この連結された最初に位置する分割片と最後に位置する分割片との間で開閉可能となっており、この最初に位置する分割片と最後に位置する分割片とを合わせる端部には、両者の端部間を固定する固定具が設けられ、該互いの端部間を合わせて固定可能となっていることを特徴とする。
また、本発明の請求項２に係る水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置は、上方が相対的に鈍角の逆錐状部で下方が相対的に鋭角の逆錐状の筒状部の漏斗状形状であり、これが軸方向に少なくとも二分割されており、分割されたもの同士が連結部を介して一体化される構造であることを特徴とする。
【０００８】
この構成により、例えば二つ割の構造では、一方は他方に対し開閉可能となっているので、両者を開放した状態で、地盤中に掘進した掘削オーガの地上部側に掘削オーガを中心に掘削オーガを抱き込むように装着し、両者の開放端部を合わせ、固定具で両者の間を固定して、または連結部を介して一体化して掘削オーガに取り付けることができ、その後、この土砂落下防止装置を掘削オーガを中心にして下方にスライドさせることで下方の逆錐状の筒状部が削孔口部に貫入し、上方の逆錐状部で削孔口の周辺に排出された土砂を押し付けて該装置を固定すると共に該土砂をも締め固め固定し成形することができる。
この時、下方の筒状部は相対的に鋭角の逆錐状であるため、掘削オーガを中心として装置を傾斜させながら回転させることが可能になり、そのため、装置が孔口周囲の掘削土砂に接する面積が小さくなり、人力で掘削土砂を締め固め成形することが容易となった。つまり、装置を傾斜させながら回転することは、恰も装置の上方の逆錐状部の外面（下面）がコテの役目をするので、掘削土砂を押し付け成形するのが容易に可能となる。しかし、下方の筒状部が本発明のように逆錐状でなく、例えば、単に円筒状であれば掘削オーガとのクリアランス分しか装置を回転させることが出来ないので、装置で孔口周囲の掘削土砂を押さえ付けて成形するのに多大の労力が必要であるし、場合によっては掘削土砂の成形不良が発生する。また、現場の作業性を考慮して、本発明の土砂落下防止装置は、より軽量化が可能な三分割以上に分割することも可能である。
【０００９】
従って、水硬性固化材液置換杭の施工が終了して掘削オーガを完全に引抜いた後、該水硬性固化材液が未だ固まらないうちに、作業員の不注意や強風や振動等により孔口周辺の掘削土砂が孔口に落下混入し、硬化後の該置換杭が品質不良になることを防ぐことができる。
また、本発明による土砂落下防止装置は、水硬性固化材液置換杭の施工中で、かつ掘削土砂の排出が終了してから掘削オーガに装着するのが好ましいが、該装置を少なくとも二つ割り以上の構造にすることにより、施工中の掘削オーガに容易に着脱可能に装着することが可能になる。
さらに、本発明による土砂落下防止装置の下方を逆錐状の筒状部、例えば逆円錐状の円筒状部に形成することで、掘削オーガの軸心と該装置の軸心とを一致させることが容易になり、掘削オーガをガイドとして下方にスライドしてから軸（オーガ）を中心にして傾斜して回転させれば孔口付近の掘削土砂を押さえつける作業が確実かつ容易になる。
また、掘削オーガの軸心と該装置の軸心とがほぼ一致した状態であるため、該装置で押し付けられた孔口付近の掘削土砂もまた掘削軸心に対して対称の勾配を有するすり鉢状に形成され、掘削土砂がより孔口ヘ落ちにくくなる。
【００１０】
尚、本発明で「逆錐状部」としたのは、逆円錐状部および逆角錐状部を含む意味であり、「筒状部」としたのは、円筒状部および角筒状部を含む意味である。
また、この発明で「最初に位置する分割片」と「最後に位置する分割片」とは、例えば、二分割された分割片の場合は、一方が最初に位置する分割片であり、他方が最後に位置する分割片であり、三分割された分割片の場合は、３枚の分割片を１枚目、２枚目、３枚目とこの順序で連結したとき、１枚目が最初に位置する分割片であり、２枚目が中間片となり、３枚目が最後に位置する分割片であり、四分割された分割片の場合は、１枚目が最初に位置する分割片であり、２枚目と３枚目が中間片となり、４枚目が最後に位置する分割片となる。以下、同様である。
【００１１】
また、本発明の請求項３に係る水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置は、前記上方の逆錐状部の傾斜勾配が、下方の逆錐状の筒状部の軸心に対し３０〜６０度であることを特徴とする。
【００１２】
本発明による土砂落下防止装置の上方を逆錐状部に形成することで、孔口周辺の掘削土砂を掘削オーガにセットした該装置の逆錐状部で下方に押し付けることにより、該掘削土砂を該逆錐状部の形状に整形することができる。また、下方の筒状部は相対的に鋭角の逆錐状であるため、掘削オーガを中心として装置を傾斜させながら回転させることができ、従って、掘削オーガを中心として装置を傾斜させながら回転させつつ上方の逆錐状部の下面（外面）を孔口周囲の掘削土砂に押し付けて、コテのように固定成形することができる。従って、成形された掘削土砂は固定されるため、掘削土砂が掘削孔内へ落下することを防ぐことができる。また、逆錐状部の傾斜勾配を逆錐状の筒状部の軸心に対して３０〜６０度とすれば、掘削土砂の成形も比較的容易であり、また、成形された掘削土砂の孔口側の勾配は緩やかなものとなり、掘削土砂がますます孔口へ落ちにくくなる。上方の逆錘状部の傾斜勾配が３０度より小さいと掘削土砂の孔口側勾配が急になり、不測の土砂が孔口に落ちやすくなる。６０度より大きくなれば掘削土砂の孔口側勾配が更に緩やかになり該装置を下方に押し付けるのに多大な労力を要する。従って、逆錐状部の傾斜勾配は、逆錐状の筒状部の軸心に対し３０〜６０度、好ましくは、４０度〜５０度の範囲がよい。
なお、本発明では、掘削オーガを中心として装置を傾斜させながら回転させつつ上方の逆錐状部の下面（外面）を孔口周囲の掘削土砂に押し付けて、コテのように固定成形することができるため、逆錐状部の傾斜勾配に対し掘削土砂の成形形状は、ある程度調整可能となる。
【００１３】
また、本発明の請求項４に係る水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置は、前記下方の逆錐状の筒状部の長さが短くとも２ｃｍ、長くとも１０ｃｍであることを特徴とする。
【００１４】
下方の逆錐状の筒状部の長さは、掘削オーガをガイドにすることができ、孔口内に少し進入でき、しかも装置を傾斜させて回転できる程度の長さが必要である。逆錐状の筒状部の長さが短いと、掘削オーガに対するガタツキが大きくなるし、孔口内への進入量も少なくなるので、セットした装置の下方より孔口内に掘削土砂が落下するおそれがあるし、逆に長いと、筒状部を地盤中（孔口内）へ押し込む長さが長くなり、押し込むのに大きな力が必要となり作業性が低下するし、装置を傾斜させて回転させ、掘削土砂を固定成形するのも困難になる。従って、下方の逆錐状の筒状部の長さは、２ｃｍ〜１０ｃｍの範囲がよく、特に、実際の作業性を考慮すれば、筒状部の長さは、３ｃｍ〜７ｃｍの範囲が好ましい。また、掘削オーガと該土砂落下防止装置の共回りを防止するため、掘削オーガと該装置の逆錐状の筒状部最短内径の間でクリアランスが必要である。
【００１５】
また、本発明の請求項５に係る水硬性固化材液置換杭の築造方法は、内部に水硬性固化材液の供給通路を有する掘削オーガの先端部に、少なくとも掘削爪と該水硬性固化材液の吐出口を備え、該掘削オーガをオーガモータを備えた施工装置で回転（正回転または逆回転）させながら所定深度まで掘進し、その後水硬性固化材液を該吐出口より吐出しつつ、該掘削オーガを回転（正回転または逆回転）させながら、または回転させないで引上げ、掘削部の所定区間を該水硬性固化材液で充填する水硬性固化材液置換杭の築造方法において、
掘削オーガが地中にある間に、または施工が終了して掘削オーガを地上に引き上げてしまう直前に、下記ＡまたはＢの水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置を、削孔の口元に掘削オーガを中心に通して設置し、掘削オーガを中心に下方にスライドさせ上方の逆錐状部で削孔口周辺に押し付けて該装置を固定することを特徴とする。
Ａ：
上方が相対的に鈍角の逆錐状部で下方が相対的に鋭角の逆錐状の筒状部である漏斗状形状であり、これが軸方向に分割され、この分割された分割片を互いに連結して最初に位置する分割片と最後に位置する分割片とを合わせることで元の漏斗状形状に形成され、この連結された最初に位置する分割片と最後に位置する分割片との間で開閉可能となっており、この最初に位置する分割片と最後に位置する分割片とを合わせる端部には、両者の端部間を固定する固定具が設けられ、該互いの端部間を合わせて固定可能となっていることを特徴とする水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置。
Ｂ：
上方が相対的に鈍角の逆錐状部で下方が相対的に鋭角の逆錐状の筒状部である漏斗状形状であり、これが軸方向に少なくとも二分割されており、分割されたもの同士が連結部を介して一体化される構造であることを特徴とする水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置。
【００１６】
この構成により、孔口周辺に排出された掘削土砂は、水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置の逆錐状部で押し付け締め固め固定し成形して水硬性固化材液置換杭を築造できるため、掘削土砂の掘削孔内への落下を防止して築造でき、高品質の置換杭を築造することができる。
【００１７】
また、本発明の請求項６に係る水硬性固化材液置換杭の築造方法は、前記水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置ＡまたはＢの上方の逆錐状部の傾斜勾配が、下方の逆錐状の筒状部の軸心に対して３０〜６０度であることを特徴とする。
【００１８】
上記作用、効果の他に、逆錐状部の傾斜勾配を逆錐状の筒状部の軸心に対して３０〜６０度とすると、成形された掘削土砂の孔口側の勾配は適度な角度となるので、掘削土砂がますます掘削孔口へ落ちにくくなり、一層高品質の置換杭の築造が可能となる。
特に、下方の筒状部は、逆錐状（例えば、逆円錐状）となっているので、装置を傾斜させて回転させつつ逆錘状部の下面でコテのように押し付け孔口周囲の孔壁を強固に成形することができるので、成形された掘削土砂は適度な角度で固定成形され、孔口内には一層落ちにくくなる。
【００１９】
さらに、本発明の請求項７に係る水硬性固化材液置換杭の築造方法は、前記水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置ＡまたはＢの下方の逆錐状の筒状部の長さが、短くとも２ｃｍ、長くとも１０ｃｍであることを特徴とする。
【００２０】
下方の逆錐状の筒状部の長さが短いと、掘削オーガに対するガタツキが大きくなるし、孔口内への進入量も少なくなるので、セットした装置の下方より孔口内に掘削土砂が落下するおそれがあるし、逆に長いと、筒状部を地盤中（孔口内）へ押し込む長さが長くなり、押し込むのに大きな力が必要となり作業性が低下するし、装置を傾斜させて回転させ、掘削土砂を固定成形するのも困難になる。下方の逆錐状の筒状部の長さが２ｃｍ〜１０ｃｍとなっているので、前記のような不具合もなく築造作業を容易に実施できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置および該装置を用いた水硬性固化材液置換杭の築造方法によれば、次のような効果を奏する。
（１）土砂落下防止装置は、少なくとも軸方向に二つ割りの構造で、一方は他方に対し開閉可能となっているので、両者を開放した状態で、掘削オーガが地中にある間に、または施工が終了して掘削オーガを地上に引き上げてしまう直前に、掘削オーガの地上部側に掘削オーガを中心に掘削オーガを抱き込むように装着し、開放部を閉じ互いの開放端部を合わせ両者間を固定具で固定して、または連結部を介して一体化して掘削オーガに摺動可能に取り付けることができ、その後、この土砂落下防止装置を掘削オーガを中心に該装置を下方にスライドさせることで、下方の逆錐状の筒状部が削孔の上部に貫入し、上方の逆錐状部で、掘削孔口周辺に排土された土砂を押し付けて該装置を固定したり、該装置を傾斜させて回転させることで上方の逆錐状部の下面でコテのように該土砂をも締め固め固定し成形することができる。
【００２２】
（２）従って、土砂落下防止装置を使用することで、水硬性固化材液置換杭の施工が終了して掘削オーガを完全に引抜いた後、該水硬性固化材液が未だ固まらないうちに、作業員の不注意や強風や振動等により孔口周辺の掘削土砂が孔口に落下混入し、硬化後の該置換杭が品質不良になることを防ぐことができる。
（３）本発明による土砂落下防止装置は、水硬性固化材液置換杭の施工中で、かつ掘削土砂の排出が終了してから掘削オーガが地中にある間に、または施工が終了して掘削オーガを地上に引き上げてしまう直前に、地上部側の掘削オーガに装着しなければならないが、該装置を少なくとも二つ割りの構造にすることにより、施工中の掘削オーガに着脱可能に装着することが可能になる。
特に、該装置を二つ割り以上の構造とし、互いに回動自在の例えば蝶番のようなヒンジ部材で開閉可能に連結し、互いの開放端部にフックのような固定具を設ければ、掘削オーガを抱き込むようにワンタッチで連結できるので、該装置の作業性や取扱いの利便性が増す。
【００２３】
（４）本発明による土砂落下防止装置は、下方を逆錐状の筒状部に構成しているので、該装置を掘削オーガに取り付け下方にスライドさせ、下方の逆錐状の筒状部を掘削孔の孔口に貫入させ、上方の逆錐状部を孔口周囲の掘削土砂に押し付けてセットした状態で、装置を傾斜させて掘削オーガを中心に回転させつつ逆錐状部の下面で孔口周囲の土砂をコテのような格好で締め固め固定し成形することができる。従って、成形された掘削土砂は強固に固定されるため、掘削土砂が掘削孔内へ落下することをより良好に防ぐことができる。また、孔口付近の掘削土砂を締め固めて成形する作業が確実かつ容易となると共に、該装置で締め固め成形された孔口周囲の掘削土砂もまた掘削軸心に対して対象の勾配を有するすり鉢状に形成され、掘削土砂がより孔口へ落ちにくくなる。
【００２４】
（５）また、装置を掘削オーガに取り付け、掘削オーガを中心に下方にスライドさせ、下方の逆錐状の筒状部を削孔に貫入させる際、下方の筒状部が逆錐状なので、容易に貫入させることができる。
（６）本発明による土砂落下防止装置の上方を逆錐状部に形成することで、孔口周辺の掘削土砂を据削オーガに装着した該装置の逆錐状部で下方に押付けることにより、該掘削土砂を該逆錐状部の形状に成形することができ、しかも上方の逆錐状部の傾斜勾配が下方の逆錐状の筒状部の軸心に対し３０〜６０度であるので、成形された掘削土砂の孔口側の勾配は適度な角度となり、掘削土砂がますます孔口へ落ちにくくなる。
【００２５】
（７）本発明の土砂落下防止装置においては、下方の逆錐状の筒状部の長さが短いと、孔口にセットしても掘削オーガに対するガタツキが大きくなるし、孔口内への進入量も少なくなるので、セットした装置の下方より孔口内に掘削土砂が落下するおそれがあるし、逆に長いと、筒状部を地盤中（孔口内）へ押し込む長さが長くなり、押し込むのに大きな力が必要となり作業性が低下するし、装置を傾斜させて回転させ、掘削土砂を固定成形するのも困難になる。下方の逆錐状の筒状部の長さが２ｃｍ〜１０ｃｍとなっているので、前記のような不具合もなく築造作業を容易に実施できる。
【００２６】
（８）また、本発明の水硬性固化材液置換杭の築造方法によれば、孔口周辺に排出された掘削土砂は、水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置の上方の逆錐状部で押し付け締め固め固定し成形して水硬性固化材液置換杭を築造できるため、掘削土砂の掘削孔内への落下を防止して築造でき、高品質の置換杭を築造することができる。また、掘削オーガを地上に引き上げ直後には、掘削オーガの先端部の吐出部から水硬性固化材液が飛散して孔口周辺の掘削土砂を汚すことがある。本発明の土砂落下防止装置では、孔口周辺の土砂が上部が広口になっている上方逆錐状部を有する該装置で覆われているので水硬性固化材液で汚染されず作業性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態を示す水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置の斜視図である。
【図２】本発明の水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置の使用方法を工程順（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す斜視図である。
【図３】本発明の水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置の使用状態を示す断面図（ａ）（ｂ）である。
【図４】本発明の水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置の使用方法を説明する断面図（ａ）および平面図（ｂ）である。
【図５】本発明の水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置で掘削孔口周辺の土砂が締め固め固定し成形された状態を示す断面図である。
【図６】側面が平坦な掘削オーガの掘進開始直後の排土状況を示す断面説明図である。
【図７】スパイラルスクリューオーガの施工終了直前の排土状況を示す断面説明図である。
【図８】本発明の他の実施の形態を示す水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置の斜視図である。
【図９】本発明の更に他の実施の形態を示す水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置の斜視図である。
【図１０】本発明のまた更に他の実施の形態を示す水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置の斜視図である。
【図１１】従来の水硬性固化材液置換杭の築造方法を工程順（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）に示す説明図である。
【図１２】従来の水硬性固化材液置換杭の築造方法における掘削オーガ引き上げ後の土砂落下状態を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態を示す水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置の斜視図である。
本発明の水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置は、上方が相対的に鈍角の逆錐状部で、下方が相対的に鋭角の逆錐状の筒状部となる漏斗状形状であり、これが軸方向に分割されている。
【００２９】
この実施の形態の土砂落下防止装置１は、図１に示すように上方の逆錐状部２が逆円錐状部の場合であり、下方の逆錐状の筒状部３が逆円錐状の円筒状部の場合で示しており、軸方向の分割を二分割の場合で示している。
土砂落下防止装置１は、上方が逆円錐状部２で下方が逆円錐状の円筒状部３の漏斗状形状であり、軸方向（縦方向）に二分割１ａ、１ｂされており、一方の分割片１ａと他方の分割片１ｂは連結部材４で開閉可能に連結され、互いの開放端２ａ、２ｂには、両者の端部間を固定する固定具５が設けられ、互いの開放端を互いに合わせ固定可能となっている。
【００３０】
本例の一方の分割片１ａと他方の分割片１ｂは、連結部材としてヒンジ部材４で連結され開閉可能となっている場合を示している。連結部材としてはヒンジ部材に限定されるものではなく、互いの分割片１ａ、１ｂを開放可能に連結する手段であればよく、従来公知の手段を採用し得る。例えば、一方の分割片１ａにピン孔を設け、他方の分割片１ｂにピンを設け、互いに嵌め合わせることで開閉可能に連結する手段を例示できる。
また、本例の分割片１ａ、１ｂの端部間を固定する固定具５として、フック部材で示しているが、これもフック部材に制限されるものではなく、従来公知の手段を採用し得る。
【００３１】
従って、土砂落下防止装置１は、上方が逆円錐状部２で下方が逆円錐状の円筒状部３の漏斗状形状で、軸方向に二分割されており、この各分割片１ａ、１ｂは、連結部材４で開閉可能に連結されているので、両者１ａ、１ｂを開放した状態で、図２（ａ）に示すように地盤Ｇ中に掘進した掘削オーガ１１の地上部１１ａ側に、掘削オーガ１１を中心に掘削オーガ１１を抱き込むようにセットし、図２（ｂ）に示すように両者１ａ、１ｂの開放端部２ａ、２ｂを合わせ、固定具５で両者１ａ、１ｂの間を固定して掘削オーガ１１に取り付けることができる。次に、この掘削オーガ１１に取り付けた土砂落下防止装置１を、図２（ｃ）に示すように掘削オーガ１１を中心にして下方にスライドさせることで逆円錐状の円筒状部３が削孔１２の孔口部に貫入し、逆円錐状部２の外面（下面）が削孔口１２ａの周辺に排出された土砂１３を押し付けて該土砂を締め固め固定し成形することができる。
【００３２】
また、土砂落下防止装置１の下方の円筒状部３は、逆円錐状となっているので、図２（ｃ）に示すようにセットした後に、図４（ａ）（ｂ）に示すように掘削オーガ１１を中心として装置１を傾斜させながら逆円錐状部２の下面を掘削土砂１３に押し付けつつ回転させることが可能となる。そのため、装置１を傾斜させ逆円錐状部２の下面（外面）を掘削土砂１３に押し付けながら回転させることで、恰も装置１の逆円錐状部２の下面がコテの役目となり、掘削土砂を押し付け一層良好に締め固め固定して成形できる。
【００３３】
図６に示すように掘削オーガ１１が、側面が平坦な掘削オーガ１１の場合には、掘進直後に排土１３され、それ以後の排土は殆どない。従って、側面が平坦な掘削オーガ１１の場合の土砂落下防止装置１の設置は、図３（ａ）に示すように掘削オーガ１１が地盤Ｇ中に存在する間の適宜の時期でよい。
ところが、図７に示すように掘削オーガ１１がスパイラルスクリューオーガの場合には、スパイラルスクリューの排土機構により、掘進による施工開始から該オーガ１１を地上に引き上げて施工を終了するまで連続的に掘削土砂が地上に排出される。したがって、掘削オーガ１１がスパイラルスクリューオーガである場合は、図３（ｂ）に示すように施工が終了して該オーガ１１を地上に引上げてしまう直前に、少なくとも二つ割りの土砂落下防止装置１を開いて、該オーガ１１を該装置の逆円錐状の円筒状部３で抱き込むようにして閉じ、少なくとも１箇所の固定具（フック部材）５で連結した上で、図３（ｂ）に示すように下方にスライドして、該装置の逆円錐状部２で発生土砂１３を押さえ込み、逆円錐状の円筒状部３を掘削孔１２に貫入させる。
【００３４】
図３（ａ）（ｂ）は、このように掘削オーガ１１に取り付けられた土砂落下防止装置１が掘削孔口１２ａ周辺に排土された掘削土砂１３を押し付け締め固め固定し成形している状態を示し、（ａ）は掘削オーガ１１が側面平坦な掘削オーガの場合であり、（ｂ）は掘削オーガ１１がスパイラルスクリューオーガの場合である。
しかして、掘削オーガ１１を地上に引き上げ、土砂落下防止装置１を取り除くと、削孔口１２ａ周辺の掘削土砂（排土）１３は、図５に示すようにすり鉢状に締め固め固定し成形され、掘削孔１２内への土砂の落下が防止される。
【００３５】
このように装置１の上方の逆円錐状部２は、掘削オーガ１１を中心に孔口１２ａにセットして、その下面で孔口１２ａ周囲の掘削土砂１３を押し付け成形したり、図４（ａ）（ｂ）に示すように掘削オーガ１１を中心に装置１を傾斜させ下面で掘削土砂１３を押し付けながら回転させ掘削土砂１３を締め固め固定して成形するものである。また、掘削オーガ１１を地上に引き上げ直後には、掘削オーガ１１の先端部の吐出部から水硬性固化材液が飛散して孔口１２ａ周辺の掘削土砂１３を汚すことがある。上方の逆円錐状部２は、この掘削土砂１３を覆い水硬性固化材液で汚染されるのを防止する役目もする。
従って、上方の逆円錐状部２の口径は大きく、相対的に鈍角の逆円錐状となっている。
逆円錐状部２の傾斜勾配が逆円錐状の円筒状部３の軸心に対して０度の方に近づくと急勾配となり土砂が掘削孔１２に落下しやすく締め固め固定し成形され、９０度（水平）の方に近づくと緩勾配となるため土砂の押さえ付けに大きな力が必要になり作業性が低下する。従って、逆円錐状部２の傾斜勾配は、逆円錐状の円筒状部３の軸心に対して３０〜６０度の範囲が好ましい。３０〜６０度の範囲とすれば、掘削土砂の締め固め固定し成形することも容易となるし、締め固め固定し成形された掘削土砂の孔口１２ａ側の勾配も適度な角度となり掘削土砂が孔口１２ａに落ちにくくなる。
【００３６】
また、下方の逆円錐状の円筒状部３は、図２（ａ）から（ｂ）のように掘削オーガ１１に取り付けた後、図２（ｃ）に示すように掘削オーガ１１を中心にして下方にスライドさせ円筒状部３を孔口１２ａに貫入しセットする場合に、ガイドとなる部分であり、また、図２（ｃ）に示すようにセットするとき孔口１２ａ内に貫入する部分であり、さらに、図２（ｃ）に示すようにセットした後に、図４（ａ）（ｂ）に示すように掘削オーガ１１を中心に装置１を傾斜させ逆円錐状部２の下面で掘削土砂１３を押し付けながら回転させ掘削土砂１３を締め固め固定する際の回転中心になる部分である。
従って、下方の逆円錐状の円筒状部３は、比較的に鋭角の逆円錐状となっている。鈍角の逆円錐状では孔口１２ａへの貫入が困難になり、鋭角でも傾斜が少ないと円筒状部３を中心に装置１を傾斜させて回転させることが困難になる。これらの点を考慮して孔口１２ａへの貫入が容易で、装置１を傾斜させて回転できる鋭角の逆円錐状が好ましい。
また、下方の逆円錐状の円筒状部３の長さは、掘削オーガ１１に沿ってガイドすることができ、孔口１２ａ内に少し進入でき、しかも装置１を傾斜させて回転できる程度の長さが必要である。逆円錐状の円筒状部３の長さが短いと、掘削オーガ１１に対するガタツキが大きくなるし、孔口１２ａ内への進入量も少なくなるので、セットした装置１の下方より孔口１２ａ内に掘削土砂１３が落下するおそれがあるし、逆に長いと、逆円錐状の円筒状部３を地盤中（孔口１２ａ内）へ押し込む長さが長くなり、押し込むのに大きな力が必要となり作業性が低下するし、装置１を傾斜させて回転させ、掘削土砂１３を固定成形するのも困難になる。従って、下方の逆円錐状の円筒状部３の長さは、２ｃｍ〜１０ｃｍの範囲がよく、特に、作業性を考慮すれば、円筒状部３の長さは、３ｃｍ〜７ｃｍの範囲が好ましい。
さらに、掘削オーガ１１と該土砂落下防止装置１の共回りを防止するため、掘削オーガ１１と該装置１の下方の逆円錐状の円筒状部３の最短内径部との間でクリアランスが必要である。
【００３７】
また、分割片１ａ、１ｂを開閉可能に連結する連結部材、例えばヒンジ部材４および分割片１ａ、１ｂの開放端部２ａ、２ｂ間を合わせて固定する固定具５が、逆円錐状部２の外側に設けられている場合は、土砂落下防止装置１を削孔口１２ａ付近の掘削土砂１３に押し付けると、ヒンジ部材４および固定具５が該土砂１３中に埋もれる。そのためヒンジ部材４や固定具５が、該装置１を使用後に撤去するとき、折角押し付け締め固め固定し成形した掘削土砂１３の一部を削り取り、その削り取られた土砂が掘削孔１２内の未だ固まらない水硬性固化材液中に落下してしまう虞がある。従って、連結部材４や固定具５は、逆円錐状部２の外側に突出しないようにする構成が好ましい。例えば、連結部材４は可能な限り平滑な構造とし固定具５は逆円錐状部２の内側に設ける構成が好ましい。
【００３８】
図８は、本発明の他の実施の形態を示す水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置の斜視図である。この実施の形態の土砂落下防止装置１Ａは、逆円錐状部２の上端開口部の周縁に鍔体６を設けたものであり、他は前記実施の形態と同様であるので、同じ構成要素には同一符号を付して他の詳細な説明は省略する。
【００３９】
この実施の形態によれば、該装置１Ａを掘削オーガ１１を抱き込むように装着した後、人力で下方に押さえ付ける作業をするとき、力が入り易い。また、前記作用に加えて削孔口１２ａ周辺の掘削土砂を押さえ付けて締め固め固定し成形したときに、図５に示すようにすり鉢状に締め固め固定し成形された上に、さらにすり鉢状の上端周縁が鍔体６にて押し付けられて締め固め固定し成形されるので、すり鉢状の上端周縁が水平環状に成形・固化される。これにより締め固め固定し成形後には土砂が一層削孔１２内に落ち込むことを防止できる利点がある。
【００４０】
図９は、本発明の更に他の実施の形態を示す水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置の斜視図である。この実施の形態の土砂落下防止装置１Ｂは、逆円錐状部２の上部に連続して、逆円錐状部２の上端開口と同径の上部筒体７を設けたものであり、他は、前記実施の形態と同様であるので、同じ構成要素には同一符号を付して他の詳細な説明は省略する。この実施の形態は、上部筒体７にのみ連結部材（ヒンジ部材）４を設け、固定具５は上部筒体７および逆円錐状部２に設けた場合を例示している。
【００４１】
逆円錐状部２は、その勾配に関係なく土砂落ち込み防止のためある最小高さを必要とする。逆円錐状部２の勾配が緩いと上端開口の外径が大きくなり過ぎ、取扱が不自由になる。この実施の形態によれば、前記作用に加えて置換杭築造の施工中あるいは掘削オーガ１１の引き抜き時等に、削孔口１２ａ周辺の土砂１３が土砂落下防止装置１Ｂを乗り越えて掘削孔１２中に落下するのを防止できる利点がある。
【００４２】
なお、本発明の土砂落下防止装置では、掘削オーガ１１を中心として装置を傾斜させながら回転させつつ上方の逆円錐状部２の下面を孔口１２ａ周囲の掘削土砂１３に押し付けて、コテのように固定成形するが、前記図８および図９に示す実施の形態における鍔体６および上部筒体７は、掘削オーガ１１との間に広い間隔を有するため、前記作業に大きな影響を与えることはない。しかし、鍔体６および上部筒体７は、掘削オーガ１１を中心として装置を傾斜させながら回転させつつ逆円錐状部２の下面を孔口１２ａ周囲の掘削土砂１３に押し付けて固定成形する作業になるべく障害とならないような構成が好ましい
【００４３】
図１０は、本発明のまた更に他の実施の形態を示す水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置の斜視図である。この実施の形態の土砂落下防止装置１Ｃは、分割片１ａ、１ｂが連結部材（ヒンジ部材）４で開閉可能に連結されておらず分割片１ａ、１ｂが独立して分割しており、この両者を合わせることで土砂落下防止装置１Ｃの形状になるものである。この実施の形態では、分割片１ａ、１ｂを合わせたとき、互いに当接する一方側では、分割片１ａにはピン孔４ａが、分割片１ｂにはピン４ｂが設けられ、ピン孔４ａにピン４ｂを挿入することで分割片１ａ、１ｂが連結でき、他方側では、分割片１ａには雌型クリップ部材５ａが設けられ、分割片１ｂには雄型のクリップ部材５ｂが設けられ分割片１ａ、１ｂを合わせたとき、雄型のクリップ部材５ｂを雌型のクリップ部材５ａに嵌入することで分割片１ａ、１ｂが固定できるようになっている。この雌型のクリップ部材５ａと雄型のクリップ部材５ｂは、逆円錐状部２の内側に設けた場合を示している。
【００４４】
この実施の形態の土砂落下防止装置１Ｃによれば、前記作用の他に、分割片１ａ、１ｂを連結する部材４ａ、４ｂおよび固定する部材５ａ、５ｂが、逆円錐状部２の外側に外出することがない。従って、土砂落下防止装置１Ｃを使用後に撤去するとき、押し付け締め固め固定し成形した掘削土砂１３の一部を該部材で削り取り、その土砂を掘削孔１２内に落下させてしまうことがない利点がある。
なお、全ての実施の形態について言えるが、その材質は施工現場の取扱いを考慮して耐久性の大きな鋼材とすれば、必要な剛性を容易に得ることができる。必要な剛性と耐久性を得ることができれば、ＦＲＰ、ＰＶＣ等の樹脂でもよい。
【００４５】
次に、前記した土砂落下防止装置１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ（以下、土砂落下防止装置１と称す。）を使用しての水硬性固化材液置換杭の築造方法を説明する。
【００４６】
掘削オーガ１１は、オーガ軸が中空軸で内部が水硬性固化材液の供給通路となり、先端部に図３（ａ）（ｂ）に示すように掘削爪１４と水硬性固化材液の吐出口（図示省略）を備えている。置換杭の築造は、この掘削オーガ１１をオーガモータ１５を備えた施工装置１０（図１１参照）で回転（正回転または逆回転）させながら所定深度まで掘進し、その後水硬性固化材液を吐出口より吐出しつつ、該掘削オーガ１１を回転（正回転または逆回転）させながら、または回転させないで引き上げ、掘進部の所定区間を該水硬性固化材液で充填する水硬性固化材液置換杭の築造方法において、掘削オーガ１１が地中にある間に、または施工が終了して掘削オーガ１１を地上に引き上げてしまう直前に、前記土砂落下防止装置１を、削孔１２の口元に掘削オーガ１１を中心に通して設置し、掘削オーガ１１を中心に下方にスライドさせ逆円錐状部２で削孔口１２ａ周辺の掘削土砂１３を押し付け該土砂を締め固め固定し成形して施工する。また、装置１を削孔１２の口元に掘削オーガ１１を中心に通して設置した後、図４（ａ）（ｂ）に示すように装置１を傾斜させ逆円錐状部２の下面で孔口１２ａ周囲の掘削土砂１３を押し付けながら回転させることで、コテのように掘削土砂１３を締め固め固定成形する。これにより孔口１２ａ周囲の掘削土砂１３は、より良好に締め固め固定成形される。
【００４７】
ここで、掘削オーガ１１が地中にある間に、または施工が終了して掘削オーガ１１を地上に引き上げてしまう直前に、としたのは、図６に示すように掘削オーガ１１が、側面が平坦な掘削オーガ１１の場合には、掘進直後に排土１３され、それ以後の排土は殆どない。従って、側面が平坦な掘削オーガ１１の場合の土砂落下防止装置１の設置（掘削オーガ１１へのセット）は、図３（ａ）に示すように掘削オーガ１１が地盤Ｇ中に存在する間の適宜の時期でよい。
ところが、図７に示すように掘削オーガ１１がスパイラルスクリューオーガの場合には、スパイラルスクリューの排土機構により、掘進による施工開始から該オーガ１１を地上に引き上げて施工を終了するまで連続的に掘削土砂が地上に排出される。従って、掘削オーガ１１がスパイラルスクリューオーガである場合は、図３（ｂ）に示すように施工が終了して該オーガ１１を地上に引き上げてしまう直前に、土砂落下防止装置１をセットする必要があるからである。
【００４８】
また、土砂落下防止装置１の設置は、まず、分割片１ａ、１ｂを開放した状態で、図２（ａ）に示すように地盤Ｇ中に掘進した掘削オーガ１１の地上部１１ａ側に、掘削オーガ１１を中心に掘削オーガ１１を抱き込むようにセットし、図２（ｂ）に示すように両者１ａ、１ｂの開放端部２ａ、２ｂを合わせ、固定具５で両者１ａ、１ｂの間を固定して掘削オーガ１１に取り付ける。次に、この掘削オーガ１１に取り付けた土砂落下防止装置１を図２（ｃ）に示すように掘削オーガ１１をガイドとして下方にスライドさせて逆円錐状の円筒状部３を削孔１２内に嵌入し、逆円錐状部２の外側面（下面）で削孔口１２ａの周辺に排出された掘削土砂１３を押し付けて設置する。
これで孔口１２ａ周囲の掘削土砂１３の固定成形が充分の場合もあるが、さらに図４（ａ）（ｂ）に示すように装置１を傾斜させ逆円錐状部２の下面で孔口１２ａ周囲の掘削土砂１３を押し付けながら回転させることで、コテのようにして掘削土砂１３を締め固めしてさらに良好に固定成形する。これにより削孔口１２ａ周辺の掘削土砂１３は締め固め固定し成形される。従って、施工終了後に掘削オーガ１１を地上に引き上げて、土砂落下防止装置１を取り除いても、削孔口１２ａ周辺の掘削土砂１３が削孔１２内に落下し水硬性固化材液が未だ固まらないうちに混入することがなく施工できることになり、結果、硬化後の置換杭が品質不良になることを防止できる。
【００４９】
図１１に示す水硬性固化材液置換杭の築造方法で説明すれば、掘削オーガ１１が、側面が平坦な掘削オーガ１１の場合には、土砂落下防止装置１は、工程（ｂ）〜（ｄ）の間に設置して施工し、掘削オーガ１１が、スパイラルスクリューオーガの場合には、土砂落下防止装置１は、工程（ｅ）の掘削オーガ１１を地上に引き上げてしまう直前に設置して施工することで、他は図１０（ａ）〜（ｆ）に示すと同様にして水硬性固化材液置換杭の築造をする。
【００５０】
なお、前記実施の形態は本発明を制限するものではなく、本発明は要旨を逸脱しない範囲において種々の変形が許容される。
例えば、前記実施の形態では、逆錐状部２として逆円錐状部で示し、逆錐状の筒状部３として逆円錐状円筒状部で示しているが、逆錐状部２は、逆六角錐形状であったり、逆八角錐形状等の逆角錐形状であってもよく、また、筒状部３も逆六角錐形の筒状部や逆八角錐形の筒状部であってもよい。さらに、軸方向への分割も前記実施の形態では、二分割の場合で示しているが、これは三分割以上でもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ  水硬性固化材液置換杭築造用土砂落下防止装置（土砂落下防止装置）
１ａ、１ｂ  分割片
２  逆円錐状部（逆錐状部）
３  逆円錐状の円筒状部（逆錐状の筒状部）
４  連結部材（ヒンジ部材）
５  固定具
６  鍔体
７  上部筒体
８  水硬性固化材液
１０  施工装置
１１  掘削オーガ
１１ａ  掘削オーガの地上部側
１２  掘削孔（孔）
１２ａ  掘削孔口
１３  掘削孔周辺の掘削土砂（排土）
１４  掘削爪
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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